JP2000231050A - リヤーフォーカス式のズームレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全体として５つのレンズ群を有し、各レンズ
群の屈折力、変倍に伴う移動条件等を適切に設定し、全
変倍範囲にわたり高い光学性能を有したリヤーフォーカ
ス式のズームレンズを得ること。 【解決手段】 物体側より順に正の屈折力の第１群、負
の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、負の屈折力の
第４群、そして正の屈折力の第５群の５つのレンズ群を
有し、該第２群を像面側へ移動させて広角端から望遠端
への変倍を行い、変倍に伴う像面変動を該第４群を移動
させて補正すると共に該第４群を光軸上移動させてフォ
ーカスを行い、広角端において物体側の第１レンズ面か
ら最終レンズ面までの長さ（光学フィルター，色分解プ
リズム等を除く）をＴＤ、望遠端での全系の焦点距離を
Ｆｔとしたとき、 ０．５５＜ＴＤ／Ｆｔ＜０．７５ を満足すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はリヤーフォーカス式
のズームレンズに関し、特に写真用カメラやビデオカメ
ラ、そして放送用カメラ等に用いられる大口径比で高変
倍比でしかも広画角のリヤーフォーカス式のズームレン
ズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、ホームビデオカメラ等の小型軽量
化に伴い、撮像用のズームレンズの小型化にもめざまし
い進歩が見られ、特にレンズ全長の短縮化や前玉径の小
型化、構成の簡略化に力が注がれている。

【０００３】これらの目的を達成する一つの手段とし
て、物体側の第１群以外のレンズ群を移動させてフォー
カスを行う、所謂リヤーフォーカス式のズームレンズが
知られている。

【０００４】一般にリヤーフォーカス式のズームレンズ
は第１群を移動させてフォーカスを行うズームレンズに
比べて第１群の有効径が小さくなり、レンズ系全体の小
型化が容易になり、又、近接撮影、特に極近接撮影が容
易となり、更に比較的小型軽量のレンズ群を移動させて
行っているので、レンズ群の駆動力が小さくてすみ迅速
な焦点合わせができる等の特長がある。

【０００５】このようなリヤーフォーカス式のズームレ
ンズとして、例えば特開昭62-215225 号公報や、特開昭
62-206516 号公報，特開昭62-24213号公報，特開昭63-2
47316 号公報、そして特開平4-43311 号公報では、物体
側より順に正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、
正の屈折力の第３群、そして正の屈折力の第４群の４つ
のレンズ群を有し、第２群を移動させて変倍を行い、第
４群を移動させて変倍に伴う像面変動とフォーカスを行
っている。

【０００６】一方、本出願人は、例えば特開平8-146295
号公報において、物体側より順に正の屈折力の第１群、
負の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、負の屈折力
の第４群、そして正の屈折力の第５群の５つのレンズ群
を有し、該第２群を像面側へ移動させて広角端から望遠
端への変倍を行い、変倍に伴う像面変動を該第４群を移
動させて補正すると共に、該第４群を光軸上移動させて
フォーカスを行ったリヤーフォーカス式のズームレンズ
を提案している。

【０００７】又、特開平5-215967号公報では物体側より
順に変倍中固定の正の屈折力の第１群、変倍用の負の屈
折力の第２群、正の屈折力の第３群、負の屈折力の第４
群、そして変倍に伴う像面変動を補正するための正の屈
折力の第５群の５つのレンズ群より成り、変倍に際して
第３群と第４群の少なくとも１つを移動させると共に、
フォーカスの際に第５群を移動させたリヤーフォーカス
式のズームレンズが提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一般にズームレンズに
おいてリヤーフォーカス方式を採用するとレンズ系全体
が小型化され、又、迅速なるフォーカスが可能となり、
更に近接撮影が容易となる等の特長が得られる。

【０００９】しかしながら反面、フォーカスの際の収差
変動が大きくなり、無限遠物体から近距離物体に至る物
体距離全般にわたりレンズ系全体の小型化を図りつつ高
い光学性能を得るのが大変難しくなるという問題点が生
じてくる。

【００１０】特に広角端でのＦナンバーがＦ１．６と大
口径比で変倍比３０〜５０程度と高変倍のズームレンズ
では全変倍範囲にわたり、又、物体距離全般にわたり高
い光学性能を得るのが大変難しくなるという問題点が生
じてくる。

【００１１】本発明は、先に特開平8-146295号公報で提
案したリヤーフォーカス方式のズームレンズを改良し、
変倍比５０程度の高変倍化を図り、広角端から望遠端に
至る全変倍範囲にわたり、又、無限遠物体から近距離物
体に至る物体距離全般にわたり、良好なる光学性能を有
したリヤーフォーカス式のズームレンズの提供を目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
のリヤーフォーカス式のズームレンズは、物体側より順
に正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、正の屈折
力の第３群、負の屈折力の第４群、そして正の屈折力の
第５群の５つのレンズ群を有し、該第２群を像面側へ移
動させて広角端から望遠端への変倍を行い、変倍に伴う
像面変動を該第４群を移動させて補正すると共に該第４
群を光軸上移動させてフォーカスを行い、広角端におい
て物体側の第１レンズ面から最終レンズ面までの長さ
（光学フィルター，色分解プリズム等を除く）をＴＤ、
望遠端での全系の焦点距離をＦｔとしたとき、 ０．５５＜ＴＤ／Ｆｔ＜０．７５…（１） を満足することを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１，図３，図５，図７，図９，
図１１，図１３，図１５，図１７，図１９は本発明の後
述する数値実施例１〜１０のレンズ断面図、図２，図
４，図６，図８，図１０，図１２，図１４，図１６，図
１８，図２０は本発明の後述する数値実施例１〜１０の
諸収差図である。収差図において（Ａ）は広角端、
（Ｂ）は望遠端を示している。図２１（Ａ），（Ｂ）は
本発明のリヤーフォーカス式のズームレンズと従来のリ
ヤーフォーカス式のズームレンズの近軸屈折力配置を示
す概略図である。

【００１４】図中、Ｌ１は正の屈折力の第１群（第１レ
ンズ群）、Ｌ２は負の屈折力の第２群（第２レンズ
群）、Ｌ３は正の屈折力の第３群（第３レンズ群）、Ｌ
４は負の屈折力の第４群（第４レンズ群）、Ｌ５は正の
屈折力の第５群（第５レンズ群）である。ＳＰは開口絞
りであり、第３群Ｌ３の前方に配置している。ＩＰは像
面である。

【００１５】広角端から望遠端への変倍に際して矢印の
ように第２群を像面側へ移動させると共に、変倍に伴う
像面変動を第４群を像面側に凸状の軌跡を有しつつ移動
させて補正している。又、第４群を光軸上移動させてフ
ォーカスを行うリヤーフォーカス式を採用している。

【００１６】同図に示す第４群の実線の曲線４ａと点線
の曲線４ｂは各々無限遠物体と近距離物体にフォーカス
しているときの広角端から望遠端への変倍に伴う際の像
面変動を補正するための移動軌跡を示している。第１
群，第３群，第５群は変倍及びフォーカスの際固定であ
る。

【００１７】本実施例においては、第４群を移動させて
変倍に伴う像面変動の補正を行うと共に第４群を移動さ
せてフォーカスを行うようにしている。特に同図の曲線
４ａ，４ｂに示すように広角端から望遠端への変倍に際
して像面側へ凸状の軌跡を有するように移動させてい
る。これにより第４群と第５群との空気の有効利用を図
りレンズ全長の短縮化を効果的に達成している。

【００１８】本実施例において、例えば望遠端において
無限遠物体から近距離物体へフォーカスを行う場合は、
同図の直線４ｃに示すように第４群を後方（像面側）へ
繰り込むことにより行っている。

【００１９】そして、前述の条件式（１）を満足するこ
とによって高変倍化を図りつつ、全変倍範囲にわたり高
い光学性能を得ている。この条件式（１）は、３０倍以
上の高変倍となっても望遠端でのＦナンバーＦｎｏが明
るく、なおかつ前玉径を小さく全系を小型にするための
必要な条件である。

【００２０】一般に、ズームレンズの高倍化、特に実効
倍率で３０倍から５０倍程度のズーム比を確保しつつ、
充分小型で良好な性能を維持するためには、主変倍系で
ある第２レンズ群の屈折力を強くして、第２レンズ群の
ズーミングに伴う移動量を少なくすれば良い。しかしな
がら第２レンズ群の屈折力を強くするとペッツバール和
が大きくなり像面が補正過剰（オーバー）になるだけで
なく、望遠端のレンズの明るさを決める第１レンズ群の
前玉が小さくなりすぎて、望遠端の暗いズームレンズと
なってしまう。

【００２１】この条件式（１）は、３０倍以上の高変倍
となっても望遠端でのＦｎｏが明るく、なおかつ前玉径
を小さく全系を小型にするため、又、所望のズーム比を
得るための最適で無駄のないレンズの配置、及びパワー
配置を設定するために必要な条件である。条件式（１）
の上限を越えると望遠端のＦナンバーは明るくなるが、
全長，前玉が大型化してしまう。又、下限値を越えると
所望のズーム比を得るために各レンズ群のパワー配置が
きつくなり、像面のズーム変動や距離による収差変動が
大きくなり適当でない。特に上述したようにペッツバー
ル和が負の値に大きくなりがちとなり、像面が補正過剰
になる。

【００２２】一般に第１レンズ群を光軸上移動させて距
離合せを行う、所謂前玉フォーカス方式が知られている
が、この方式は広角側で至近距離撮影時に周辺画面に光
束を確保するために前玉径が大きくなりがちとなる。こ
のため、このフォーカス方式では、本発明の目的の１つ
である小型化は難しくなる。この際、構成上最も径の大
きい第１レンズ群はズーミング中固定になっている方
が、機構上の簡略化のためにも良い。

【００２３】そこで第３レンズ群以降に配置されたレン
ズ群、特に第４レンズ群でフォーカシングを行うものが
小型化を目的とする際には好ましい。又、絞りユニット
を有する第３レンズ群も固定であるほうが機構上の簡略
化には好ましい。

【００２４】第４レンズ群は、広角端より中間ズームま
での変倍領域にかけて像面側に移動するのが好ましい。
更に高変倍のズームレンズを構成するには第４レンズ群
は広角端より望遠端にかけて像面側に凸の軌跡で移動
し、又、特に略完全往復していればスペース効率が良
く、小型の高変倍ズームレンズが可能となる。このと
き、特に第２レンズ群のズーミング中の横倍率は等倍
（−１）を挟んで変化している構成にするのが良い。

【００２５】次に、この構成で前玉径が小型化できる技
術的意味を説明する。

【００２６】従来より広角化を図ろうとすると、広角端
寄りの中間ズーム位置において第１レンズ群への軸外光
束の入射高が高くなり、この結果、第１レンズ群のレン
ズ有効径が増大してくる。この前玉径の増大を防止する
には上記中間ズーム位置で物体側より瞳（絞り）へ入射
する軸外光束の入射角度θを浅めに（小さめに）設定す
るように構成するのが良い。そのためには上述したよう
に第４レンズ群は広角端より中間ズーム域にかけて像面
側に移動するのが好ましい。

【００２７】このように構成することにより、前玉径を
決定する焦点距離での入射瞳位置はかなり物体側に寄
り、径の小型化が可能になる。このとき、特に全ズーム
域でレンズの射出瞳位置は像面よりプラス側（像面より
反物体側）にあるのが有効である。

【００２８】このことを、図２１（Ａ）に従って検証す
る。図２１（Ａ）は広角端から少し望遠側に寄った中間
ズームの位置で、第１レンズの有効径を決定する焦点距
離の位置である。同時に、図２１（Ｂ）に参考のために
特開昭62-24213号公報で開示されているズームレンズの
近軸屈折力配置を示す。図２１（Ｂ）に示すように、像
面側から物体側へ軸外光束の光線を逆追跡すると、第４
レンズ群に強い負のパワーがあるために像面側からでる
軸外光束は射出瞳がややプラス側に寄っている。これに
対して、図２１（Ａ）ではこの光束が第５レンズ群で絞
りＳＰ側に曲げられ、更に第４レンズ群で絞りＳＰを有
する第３レンズ群に緩やかな角度で入っていく。この絞
りＳＰを通過する角度θが従来のズームレンズよりも緩
くできるため、結果的に第１レンズの径を小さくできる
のである。

【００２９】このように本発明では、射出瞳位置が像面
からプラス側（反物体側）にあるのが好ましい。少なく
とも前玉径の決定に寄与する広角端ではプラス側になっ
ていることが好ましい。

【００３０】本発明の目的とするリヤーフォーカス式の
ズームレンズは、以上の諸条件を満足させることにより
達成することができるが、更にレンズ系全体の小型化を
図りつつ、高変倍化を図る際の変倍に伴う収差変動を少
なくし、全変倍範囲にわたり高い光学性能を得るには目
的に応じて次の諸条件のうち少なくとも１つを満足させ
るのが良い。 (ア-1) 広角端から望遠端への変倍に伴う第２群の移動量
をＭ２（像面側へ移動するときを正の符号とする）、広
角端での全系の焦点距離をＦｗとしたとき、

【００３１】

【数２】

【００３２】なる条件を満足することである。

【００３３】この条件式（２）は、ズーミングに際して
最も多い移動量を持つ第２レンズ群に対して、広角端か
ら望遠端へのズーム比を考慮して、小型化と最も最適な
性能を持たせるために必要な関係である。

【００３４】条件式（２）の上限を越えると望遠端のＦ
ナンバーは明るくなり球面収差の補正が難しくなるばか
りでなく、全長，前玉が大型化してしまう。又、下限値
を越えると所望のズーム比を得るために第２レンズ群の
パワーがきつくなり像面のズーム変動が大きくなり適当
でない。特にペッツバール和が負の値に大きくなりがち
となり、像面が補正過剰になり適当でない。

【００３５】(ア-2) 第ｉレンズ群の焦点距離をＦｉ、全
系の広角端と望遠端の焦点距離をＦｗ，Ｆｔとしたと
き、

【００３６】

【数３】

【００３７】を満足することである。

【００３８】いずれの条件式も広角化（２ω≧６０度）
を行い、更に高変倍（３０倍以上）で前玉径を小型にす
るのに最適な第１レンズ群のパワーを設定するものであ
る。

【００３９】これらの条件式は、第２レンズ群に対する
物点、即ち倍率に係わる式である。全系を小さく設定す
るには、第２レンズ群がズーミングに際して等倍を挟ん
でいるのが好ましい。等倍を挟むと第４レンズ群のズー
ミングの軌跡は略往復になり、最も効果的なスペース効
率で高変倍が可能となる。具体的には、これらの式の上
限を越えると、第２レンズ群に対する物点が遠くなり、
第２レンズ群の結像倍率が低くなり、効果的な小型化が
難しくなる。更に、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔
が大きくなり小型化の達成が難しくなる。又、下限値を
越えると第２レンズ群の倍率が大きくなり、高倍化の達
成が難しくなる。

【００４０】(ア-3) 第ｉレンズ群の焦点距離をＦｉとし
たとき、 ７．５＜｜Ｆ１／Ｆ２｜＜１０…（５） を満足することである。

【００４１】条件式（５）は主に変倍部である第１レン
ズ群と第２レンズ群の屈折力を最適に設定し、ズーミン
グによる収差変動を小さくしつつ高変倍（３０倍以上）
を行うためのものである。特に、第２レンズ群の移動に
よる変倍を効果的に行うための条件である。下限を越え
ると３０倍以上の高変倍化のために第２レンズ群の移動
量を大きくとる必要があり、大型化及び前玉径が大きく
なる。又、上限値を越えると所望のズーム比を得るため
に第２レンズ群のパワーがきつくなり像面のズーム変動
が大きくなり適当でない。特にペッツバール和が負の値
に大きくなりがちとなり、像面が補正過剰になり適当で
ない。

【００４２】(ア-4) 変倍を主に担当する第１レンズ群と
第２レンズ群のうち第１レンズ群は少なくとも１枚の負
レンズを有し、全体として４枚以上のレンズで構成する
こと、又、第２レンズ群は少なくとも１枚の正レンズを
有し、全体として４枚以上のレンズで構成することであ
る。

【００４３】(ア-5) 第１レンズ群を構成している正レン
ズのうち少なくとも１枚の正レンズの材質のアッベ数ν
１は、 ν１＞６５…（６） を満たし、更に第１レンズ群を構成する正レンズの材質
のアッベ数の平均ν１Ｐを ν１Ｐ＞７０…（７） と設定するのが良い。

【００４４】条件式（６）、（７）は共に変倍を担当す
るレンズ群において色収差の発生を小さくし、高変倍
（３０倍以上）での望遠端での軸上色収差を小さくする
ことにある。これらの式を逸脱する第１レンズ群の構成
レンズ枚数が多くなり大型化する。あるいは望遠端での
軸上色収差が大きくなって適当でない。

【００４５】(ア-6) 第２レンズ群は、物体側から順に物
体側に凸面を向けたメニスカス状の負レンズと両レンズ
面が凹面の負レンズ、そして少なくとも２枚のレンズで
構成されていることが好ましい。これは高変倍の構成に
するとき、主変倍群である第２レンズ群の移動により倍
率色収差の変動が大きくなりがちである。これを除去す
るためには第２レンズ群内で充分に色収差の発生を抑え
ておく必要がある。そのために上のレンズ構成を満たし
ているのが好ましい。

【００４６】(ア-7) 第１レンズ群は物体側から順に、物
体側に凸面を有するメニスカス状の負レンズ、物体側に
凸面を有する正レンズ、そして少なくとも２枚の正レン
ズを有しているのが良い。第１レンズ群の像面側には２
枚の物体側に凸面を有するメニスカス状の正レンズブロ
ックがあるのが好ましい。このレンズブロックは正の単
レンズでも良いし、又、貼合わせのメニスカス形状のブ
ロックでも良い。

【００４７】(ア-8) 主変倍群である第２レンズ群の広角
端から望遠端への移動量（像面側へ移動するときを正と
する）をＭ２、第２レンズ群の焦点距離をＦ２としたと
き、 ５＜｜Ｍ２／Ｆ２｜＜９…（８） を満足するのが良い。

【００４８】この条件式は、主変倍群である第２レンズ
群が所望のズーム比を得るために必要な移動量とそのと
きのパワーの関係を示したものである。焦点距離Ｆ２が
一定のときは移動量Ｍ２が大きいと高変倍になり、移動
量Ｍ２が一定のときは焦点距離｜Ｆ２｜が小さいほうが
高変倍になる。この関係をバランス良く設定しているの
がこの式である。この式の上限を越えると移動量が大き
くなって大型化するか、第２レンズ群のパワーがきつく
なって収差変動が大きくなる。この式の下限値を越える
と所望の変倍比が得られなくなる。

【００４９】(ア-9) 前玉径の小型化に関係する絞り位置
は、望遠端において第３レンズ群の近傍に配置するのが
良い。特に第３レンズ群近傍にズーミング中固定である
ほうが機構構成上は好ましい。特に前玉径の小型化には
第３レンズ群の比較的物体側、好ましくは最も物体側に
配置させるのが良い。

【００５０】(ア-10)第３レンズ群は少なくとも２枚の正
レンズを有しているのが好ましい。これは全系の中で第
３レンズ群のパワーは比較的強く、高変倍をするには少
ないレンズ枚数では球面収差の補正ができないからであ
る。特にこのレンズ群の中に非球面を用いてこの収差補
正を分担させても良い。１枚の負レンズを第３レンズ群
に有しておくと、更に色収差の補正にも有効である。

【００５１】(ア-11)第４レンズ群は前述したようにズー
ミング中の像面位置を一定にするコンペンセーター（補
正群）であり、フォーカスを担当するレンズ群でもあ
る。それぞれの収差変動、特に色収差変動を少なくする
ために少なくとも１枚の正レンズを有するのが好まし
い。

【００５２】(ア-12)距離合わせは第４レンズ群で行い、
この際、第４レンズ群は近距離に距離合わせ（フォーカ
シング）するときは像面側に繰り込むように構成してい
る。このように負の第４レンズ群を繰り込んで距離合わ
せを行うと、従来のような正レンズ群で行うリヤーフォ
ーカス方式の様に、近軸的な変倍比に対して近距離側で
変倍比が小さくなることがなく、高変倍化にしても近距
離側で所望の変倍比が得られる。

【００５３】(ア-13)フォーカスやズーミングの収差変動
を小さくするためには、第４レンズ群内に非球面を有す
るのが良い。特に、球面収差の中間ズーム域での球面収
差の変動補正には第５レンズ群内に非球面を有するのが
好ましい。

【００５４】(ア-14)適当なバックフォーカスを保持しつ
つ、固体撮像素子に対する射出瞳位置を変動を小さく設
定するためには、第４レンズ群の倍率β４がズーミング
に伴い常に同一符号であることが好ましい。倍率β４が
ズーミング中符号を変えて変化すると、最終結像レンズ
群である固定の第５レンズ群への入射角度の変化が大き
く、ズーミングに伴い、特に周辺光束の固体撮像素子
（ＣＣＤ等）へ入射角度の変動が大きく、テレセントリ
ックな結像からのズレが大きくなりシェーディング発生
の原因になり適当でない。

【００５５】(ア-15)射出瞳がプラス側で短くなるワイド
端、テレ端でのシェーディングを小さくし、適当なバッ
クフォーカスを保持するには、第４レンズ群の横倍率を
β４とするとき、倍率β４は常に正の値であり、 ２＜β４＜６…（９） の条件を満たしているのが好ましい。

【００５６】この条件式を逸脱すると、上述したような
繰り込むことによるフォーカシングができず、有限距離
側で変倍比が小さくなり、高変倍化しても近距離側で所
望の変倍比が得られないことにもなり適当でない。

【００５７】(ア-16)全系を小さくし移動スペースを有効
に設定するには、第４レンズ群は略完全往復もしくは像
面側に凸状の軌跡にしておけば良い。そのためには、第
３レンズ群の結像倍率は負の値で、広角端から望遠端に
かけて絶対値が大きくなり、さらに小さくなるのが好ま
しい。ここで広角端及び望遠端の第３レンズ群の近軸横
倍率をそれぞれβ３Ｗ，β３Ｔとすると、 β３Ｗ≒β３Ｔ…（１０） であると最もスペース効率が良い。ここで「略」とは±
２０％以内のことを意味する。

【００５８】(ア-17)広角端から望遠端への第３レンズ群
の近軸横倍率の絶対値の最大値をβ３ＭＡＸとすると、 ｜β３ＭＡＸ｜＞０．８…（１１） 特に高変倍化させるには、 ｜β３ＭＡＸ｜＞０．９…（１２） になっているのが良く、更に倍率β３が−１を越えてい
る方が高倍化に好適である。

【００５９】(ア-18)第ｉレンズ群の焦点距離をＦｉ、全
系の広角端と望遠端の焦点距離を各々Ｆｗ，Ｆｔとする
とき、

【００６０】

【数４】

【００６１】を満足することである。

【００６２】以上の条件式は絞りから像面側に配したレ
ンズ群のパワーに関する式である。それぞれの範囲はズ
ームレンズの射出瞳位置を短くなりすぎないように設定
し、更に上述した様に物体側からの斜光束が瞳に浅い角
度で入射させ、入射瞳を短く前玉径の小型化に寄与させ
るための条件である。

【００６３】共に上限値を越えると上記斜光束が浅い角
度に設定できずに、前玉径の増大を招き、又、下限値を
越えると射出瞳がプラス側に短くなりすぎ、固体撮像素
子に対してテレセントリックな光束を確保できず、又、
ズーム、フォーカスに対して収差変動が大きくなり適当
ではない。この範囲に入っていれば距離合わせ（フォー
カシング）に対しても大きな移動にならないように小型
化を達成するものである。このような範囲を逸脱すると
前玉径が大型化し、全系も大型化して更に撮像素子に対
して適当な射出角度を設定できなくなる。

【００６４】(ア-19)第ｉレンズ群の焦点距離をＦｉ、全
系の広角端と望遠端の焦点距離を各々Ｆｗ，Ｆｔとする
とき、

【００６５】

【数５】

【００６６】を満足することである。

【００６７】この条件式は全系の焦点距離に対して最後
の結像レンズである第５レンズ群を良好な収差にして、
又、バックフォーカスを適当に確保するためのものであ
る。上限値を越えるとバックフォーカスが長くなり大型
化するため適当でない。又、下限値を越えると第５レン
ズ群の屈折力が強くなり、特に球面収差やコマ収差が中
間ズーム域で発生し適当でない。又、テレセントリック
な関係が崩れ、射出瞳が短くなり適当でない。

【００６８】(ア-20)第ｉレンズ群の焦点距離をＦｉ、全
系の広角端の焦点距離をＦｗとしたとき、 ４．０＜Ｆ３／Ｆｗ＜６…（１６） ４．０＜｜Ｆ４／Ｆｗ｜＜６．５…（１７） ４．０＜Ｆ５／Ｆｗ＜６…（１８） を満足することである。

【００６９】これらの条件式を満足すれば、高変倍化を
図りつつ良好なる光学性能が得られる。

【００７０】(ア-21)第ｉレンズ群の焦点距離をＦｉとし
たとき、 −１．５＜Ｆ４／Ｆ５＜−０．９…（１９） を満足することである。

【００７１】この条件式は射出瞳の位置を長くするため
のものである。

【００７２】この条件式の上限を越えると第４レンズ群
の屈折力が強くなりフォーカシングの距離変動が大きく
なり適当でない。又、下限値を越えるとフォーカシング
の移動量が大きくなり大型化して適当でないばかりでな
く固定の結像レンズである第５レンズ群の屈折力が強く
なり射出瞳が短くなり適当でない。

【００７３】(ア-22)リヤーフォーカス方式をとるズーム
レンズの場合、どうしても望遠端の近距離のフォーカス
レンズ移動量が大きくなる。特にズームの倍率が大きく
なればなるほど、第４レンズ群の像面位置補正の移動量
・フォーカスのための移動量が共に大きくなる。広角端
における物体距離無限遠での第２レンズ群と第３レンズ
群の間隔をＤ２Ｗ、第４レンズ群第５レンズ群の間隔を
Ｄ４Ｗとしたとき、 ２．４＜Ｄ２Ｗ／Ｄ４Ｗ＜４．０…（２０） を満足することが良い。

【００７４】間隔Ｄ２Ｗは、特に主変倍レンズ群である
第２レンズ群の移動可能範囲に寄与する量である。又、
間隔Ｄ４Ｗは第４レンズ群の像面位置補正の移動量・フ
ォーカスのための移動量に係わる量である。この中に入
っていると適正なズーム倍率と適正な至近距離を提供で
きる。上限値を逸脱すると第４レンズ群の、特にフォー
カスのための移動量を確保できない。又、下限値を越え
ると所望のズーム比を確保するための第２レンズ群の移
動量が確保できず適当でない。この場合の間隔Ｄ２Ｗは
第２レンズ群の最も像面側の面と第３レンズ群の最も物
体側の面との間隔である。

【００７５】(ア-23)第４レンズ群の像面位置補正のため
の移動量とフォーカスのための移動量を適正に確保する
ためには広角端で無限遠物体での第４レンズ群と第５レ
ンズ群の間隔をＤ４Ｗ、第４レンズ群の焦点距離をＦ４
としたとき、 ０．５＜｜Ｄ４Ｗ／Ｆ４｜＜１．０…（２１） を満足することである。

【００７６】この範囲を逸脱するとフォーカスのための
所望の移動量が確保できず、至近距離が遠くになってし
まう。

【００７７】(ア-24)又、光学系の射出瞳を適当に設定し
つつ、レンズのバックフォーカスを適正に確保するため
には第５レンズ群の倍率をβ５とするとき、 ０．２４＜｜β５｜＜０．５０…（２２） を満足することである。

【００７８】この式を逸脱すると、バックフォーカスが
大きくなりレンズ系が大きくなるばかりでなく、射出瞳
が短くなり適当でない。

【００７９】(ア-25)全系を小型化にするときは、広角端
での物体距離無限遠時のバックフォーカス（ガラスブロ
ック，フィルター等実施例中の”Ｇ”を除く）をＢｆ
ｗ、全系の広角端の焦点距離をＦｗとするとき、 ２．０＜Ｂｆｗ／Ｆｗ＜４．０…（２３） を満足することである。

【００８０】この条件式は、全系を効果的に小型化する
のに必要な式であり、下限値を越えると、フィルター等
のブロックを入れるのが無理になるばかりでなく射出瞳
が短めとなり、撮像素子への結像がテレセントリック系
からズレることになり不適当である。又、上限値を越え
ると大型化して不適当である。

【００８１】(ア-26)又、広角化における第１レンズ群と
第２レンズ群の主点間隔Ｈ１２を広角端でいかに小さく
できるかは重要な点のひとつである。又、第２レンズ群
においては、主点間隔Ｈ１２を広角端で短くするため
に、第２レンズ群の物体側主点を物体側に設定するよう
な構成にすることが広角化には望ましい。特に第１レン
ズ群と第２レンズ群の主点間隔Ｈ１２については全系の
広角端の焦点距離をＦｗとしたとき、 １．５＜Ｈ１２／Ｆｗ＜３．５…（２４） を満足することである。

【００８２】この式の下限を越えると第１レンズ群と第
２レンズ群の実際の間隔を取りにくくなり、各レンズ群
の収差が劣化する。又、上限を越えると全長、前玉径の
増大を引き起こし適当でない。

【００８３】次に本発明の数値実施例を示す。数値実施
例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の
曲率半径、Ｄｉは物体側より第ｉ番目のレンズ厚及び空
気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレ
ンズのガラスの屈折率とアッベ数である。又、前述の各
条件式と数値実施例における諸数値との関係を表−１，
表−２に示す。

【００８４】非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直
方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたとき、

【００８５】

【数６】

【００８６】なる式で表している。尚、最終の２つのレ
ンズ面はローパスフィルター、フェースプレート等の光
学ブロックを示している。

【００８７】

【外１】

【００８８】

【外２】

【００８９】

【外３】

【００９０】

【外４】

【００９１】

【外５】

【００９２】

【外６】

【００９３】

【外７】

【００９４】

【外８】

【００９５】

【外９】

【００９６】

【外１０】

【００９７】

【表１】

【００９８】

【表２】

【００９９】

【発明の効果】本発明によれば、変倍比５０程度の高変
倍化を図り、広角端から望遠端に至る全変倍範囲にわた
り、又、無限遠物体から近距離物体に至る物体距離全般
にわたり、良好なる光学性能を有したリヤーフォーカス
式のズームレンズを達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の数値実施例１のレンズ断面図

【図２】 本発明の数値実施例１の収差図

【図３】 本発明の数値実施例２のレンズ断面図

【図４】 本発明の数値実施例２の収差図

【図５】 本発明の数値実施例３のレンズ断面図

【図６】 本発明の数値実施例３の収差図

【図７】 本発明の数値実施例４のレンズ断面図

【図８】 本発明の数値実施例４の収差図

【図９】 本発明の数値実施例５のレンズ断面図

【図１０】 本発明の数値実施例５の収差図

【図１１】 本発明の数値実施例６のレンズ断面図

【図１２】 本発明の数値実施例６の収差図

【図１３】 本発明の数値実施例７のレンズ断面図

【図１４】 本発明の数値実施例７の収差図

【図１５】 本発明の数値実施例８のレンズ断面図

【図１６】 本発明の数値実施例８の収差図

【図１７】 本発明の数値実施例９のレンズ断面図

【図１８】 本発明の数値実施例９の収差図

【図１９】 本発明の数値実施例１０のレンズ断面図

【図２０】 本発明の数値実施例１０の収差図

【図２１】 本発明に係るズームレンズの近軸屈折力配
置の説明図

【符号の説明】

Ｌ１ 第１群 Ｌ２ 第２群 Ｌ３ 第３群 Ｌ４ 第４群 Ｌ５ 第５群 ＳＰ 絞り ＩＰ 像面 ｄ ｄ線 ｇ ｇ線 ΔＳ サジタル像面 ΔＭ メリディオナル像面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体側より順に正の屈折力の第１群、負
   の屈折力の第２群、正の屈折力の第３群、負の屈折力の
   第４群、そして正の屈折力の第５群の５つのレンズ群を
   有し、該第２群を像面側へ移動させて広角端から望遠端
   への変倍を行い、変倍に伴う像面変動を該第４群を移動
   させて補正すると共に該第４群を光軸上移動させてフォ
   ーカスを行い、広角端において物体側の第１レンズ面か
   ら最終レンズ面までの長さ（光学フィルター，色分解プ
   リズム等を除く）をＴＤ、望遠端での全系の焦点距離を
   Ｆｔとしたとき、 ０．５５＜ＴＤ／Ｆｔ＜０．７５ を満足することを特徴とするリヤーフォーカス式のズー
   ムレンズ。
2. 【請求項２】 広角端から望遠端への変倍に際して前記
   第４群は像面側に凸状の軌跡を有して移動していること
   を特徴とする請求項１のリヤーフォーカス式のズームレ
   ンズ。
3. 【請求項３】 無限遠物体から近距離物体へのフォーカ
   スの際、前記第４群は像面側へ移動していることを特徴
   とする請求項２のリヤーフォーカス式のズームレンズ。
4. 【請求項４】 広角端から望遠端への変倍に伴う第２群
   の移動量をＭ２（像面側へ移動するときを正の符号とす
   る）、広角端での全系の焦点距離をＦｗとしたとき、 【数１】 なる条件を満足することを特徴とする請求項１，２又は
   ３のリヤーフォーカス式のズームレンズ。